Οι επιστήμονες έχουν καταγράψει πώς η μητέρα-μαργαριτάρι συγκεντρώνεται σε μια ιδανική δομή

Τα μαλάκια δημιουργούν κοχύλια για να προστατεύουν τους μαλακούς ιστούς τους από τα αρπακτικά. Η μητέρα του μαργαριταριού, που είναι η θάλασσα

οι οργανισμοί χρησιμοποιούν γιαΗ «κατασκευή» έχει πολύπλοκη και πολύ κανονική δομή. Αυτό το καθιστά ένα απίστευτα ανθεκτικό υλικό. Ανάλογα με τον τύπο, το νάρκι μπορεί να φτάσει τα δεκάδες εκατοστά σε μήκος. Ανεξάρτητα από το μέγεθος, κάθε νάρκας αποτελείται από υλικά που εναποτίθενται σε πολλά μεμονωμένα κύτταρα σε πολλές διαφορετικές τοποθεσίες ταυτόχρονα. Το πώς ακριβώς αυτή η εξαιρετικά περιοδική και ομοιογενής δομή προκύπτει από την αρχική διαταραχή ήταν άγνωστο μέχρι τώρα.

Ερευνητές από την ομάδα του ZlotnikovΣε συνεργασία με το European Synchrotron Radiation Laboratory (ESRF) στη Γκρενόμπλ, εξετάσαμε με μεγάλη λεπτομέρεια την εσωτερική δομή του πρώιμου και ώριμου ρινιού. Χρησιμοποιώντας ολογραφική νανοτομογραφία ακτίνων Χ βασισμένη σε σύγχροτρον, κατάφεραν να καταγράψουν την ανάπτυξη του μαρμαρυγίου με την πάροδο του χρόνου. «Το Nacre είναι μια εξαιρετικά λεπτή δομή με οργανικά στοιχεία μεγέθους μικρότερου των 50 nm. Η γραμμή δέσμης ID16A στο ESRF μας παρείχε μια άνευ προηγουμένου ευκαιρία να οραματιστούμε το nacre σε τρεις διαστάσεις, εξηγεί ο Igor Zlotnikov, PhD, επικεφαλής της ερευνητικής ομάδας B CUBE. «Ο συνδυασμός ανόργανων αιμοπεταλίων με πυκνότητα ηλεκτρονίων και υψηλής περιόδου με λεπτές και λεπτές οργανικές επιφάνειες κάνει το nacre μια προκλητική δομή για εικόνα. Η κρυογονική απεικόνιση μας βοήθησε να λάβουμε την ανάλυση που χρειαζόμασταν».

Τερματικός σταθμός στο ολογραφικό κανάλι ακτινογραφίας X (ID16A) στο ESRF. Πίστωση: © Igor Zlotnikov

Η ανάλυση των δεδομένων ήταν αρκετά δύσκολη.Οι ερευνητές έχουν αναπτύξει έναν αλγόριθμο τμηματοποίησης χρησιμοποιώντας νευρωνικά δίκτυα και τον εκπαιδεύουν για να διαχωρίσουν διαφορετικά επίπεδα nacre. Έτσι, κατάφεραν να εντοπίσουν τι συμβαίνει σε δομικά ελαττώματα καθώς μεγαλώνει η μητέρα του μαργαριταριού.

Διατομή του κελύφους που δείχνει την περιοδικά στρωμένη μητέρα-μαργαριτάρι πάνω από την πρισματική δομή του κελύφους. Πίστωση: © Igor Zlotnikov

Συμπεριφορά δομικών ελαττωμάτων στην ανάπτυξηη μητέρα του μαργαριταριού ήταν απροσδόκητη. Ελαττώματα στην αντίθετη κατεύθυνση της βίδας έλκονται μεταξύ τους από μεγάλες αποστάσεις. Τα ελαττώματα της δεξιάς και της αριστερής πλευράς μετακινήθηκαν μέσω της δομής μέχρι να συναντηθούν και να εξουδετερωθούν μεταξύ τους. Αυτά τα συμβάντα οδήγησαν σε συγχρονισμό σε ολόκληρο τον ιστό. Με την πάροδο του χρόνου, αυτό επέτρεψε στη δομή να εξελιχθεί σε εντελώς σωστή και χωρίς ελαττώματα.

Περιοδικές δομές όπως η μαργαριτάριδημιουργούνται από πολλά διαφορετικά είδη ζώων. Οι ερευνητές πιστεύουν ότι ο πρόσφατα ανακαλυφθείς μηχανισμός θα μπορούσε να ελέγξει όχι μόνο το σχηματισμό μητέρας του μαργαριταριού, αλλά και άλλες βιογενείς δομές.

Διαβάστε περισσότερα

Δείτε πώς εμφανίστηκε το φεγγάρι. Ο αρχαίος πλανήτης συντρίβει στη Γη

Οι αρχαιολόγοι έχουν βρει μια αρχαία ταφή στην Κριμαία. Υπήρχε ένα «εισιτήριο» για τη μετά θάνατον ζωή

Άμβλωση και επιστήμη: τι θα συμβεί στα παιδιά που θα γεννήσουν